JP2005354189A - Imaging apparatus - Google Patents

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Kohei Yamashita
浩平 山下
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Victor Co Of Japan Ltd
日本ビクター株式会社
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an imaging apparatus suitable for a supervisory camera employed in a supervisory system capable of quickly changing imaging directions in both a vertical direction (tilt direction) and a horizontal direction (panning direction) without making the structure complicated. <P>SOLUTION: The imaging apparatus includes: an imaging unit 3 fixedly installed; a movable mirror part 4 installed at an incident face side of an imaging lens 1 of the imaging unit 3 and supported in a way of being turnable around two shafts 5, 6 orthogonal to each other at one point on an optical axis of the imaging lens; and a drive means for turning and operating the movable mirror part 4 around the two shafts 5, 6. The imaging unit 3 carries out imaging via the movable mirror part 4. Further, the imaging apparatus is provided with an image processing section 11 for carrying out image processing to turn the imaged image by the imaging unit 3 in response to an angular position around the optical axis of the imaging lens 1 of the movable mirror part 4. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、撮像方向を水平及び垂直方向に変更することができるようになされ、例えば、いわゆる監視カメラ等として使用される撮像装置に関する。   The present invention relates to an imaging apparatus that can change an imaging direction into a horizontal direction and a vertical direction, and is used as, for example, a so-called surveillance camera.
従来、防犯や防災を目的とした監視システムが提案されており、このような監視システムは、撮像方向が可変となされたビデオカメラ装置等の撮像装置を備えている。このような撮像装置は、撮像レンズと、この撮像レンズが形成する像を撮像する撮像素子の如き撮像手段とを内蔵した撮像部を有して構成されている。そして、この撮像装置は、水平方向(パン方向)及び垂直方向(チルト方向)への回動操作が可能な架台によって撮像部を支持され、モータ等の駆動手段により、撮像部がこれら2方向に回動操作されるように構成されている。この撮像装置においては、撮像部を駆動手段によって回動操作することにより、撮像方向を変えながら、周囲の状況を撮像することができる。   Conventionally, a monitoring system for crime prevention and disaster prevention has been proposed, and such a monitoring system includes an imaging device such as a video camera device whose imaging direction is variable. Such an image pickup apparatus is configured to include an image pickup unit including an image pickup lens and an image pickup unit such as an image pickup element that picks up an image formed by the image pickup lens. In this imaging apparatus, the imaging unit is supported by a gantry that can be rotated in the horizontal direction (pan direction) and the vertical direction (tilt direction), and the imaging unit is moved in these two directions by driving means such as a motor. It is configured to be rotated. In this imaging apparatus, the surroundings can be imaged while changing the imaging direction by rotating the imaging unit with the driving means.
このような監視システムにおける撮像装置は、予め定められた順序にしたがって定められた撮像方向について順次撮像してゆく動作や、外部のセンサからの信号や手動操作による信号にしたがって撮像方向を変更するように構成されている。   An imaging apparatus in such a monitoring system changes the imaging direction in accordance with an operation of sequentially imaging in a predetermined imaging direction according to a predetermined order, or a signal from an external sensor or a manual operation signal. It is configured.
図7は、特許文献1に記載されている撮像装置の構成を示す斜視図である。   FIG. 7 is a perspective view showing the configuration of the imaging apparatus described in Patent Document 1. As shown in FIG.
この撮像装置は、図7に示すように、撮像部101及びこの撮像部101を支持する架台102を、球状の筐体(シュラウド)103内に収納して構成されている。このような撮像装置においては、撮像部101が球状の筐体103によって外部から隠されているために、この撮像部101が撮像している方向を外部から認知することを困難としている。なお、このような撮像装置は、球状の筐体103の下側のみが露出した状態で天井等に設置されるため、「ドーム型ビデオカメラ」と称されている。   As shown in FIG. 7, the imaging apparatus is configured by housing an imaging unit 101 and a gantry 102 that supports the imaging unit 101 in a spherical casing (shroud) 103. In such an imaging apparatus, since the imaging unit 101 is hidden from the outside by the spherical casing 103, it is difficult to recognize the direction in which the imaging unit 101 is imaging from the outside. Note that such an imaging apparatus is called a “dome video camera” because it is installed on the ceiling or the like with only the lower side of the spherical casing 103 exposed.
そして、このような「ドーム型ビデオカメラ」よりも、さらに高速に撮像方向の変更ができるようにするために、駆動手段によって回動操作する可動部の軽量化を図った撮像装置が提案されている。   Then, in order to be able to change the imaging direction at a higher speed than such a “dome type video camera”, an imaging apparatus has been proposed in which the movable part that is rotated by the driving means is reduced in weight. Yes.
図8は、特許文献2に記載されている撮像装置の構成を示す斜視図である。   FIG. 8 is a perspective view showing the configuration of the imaging apparatus described in Patent Document 2. As shown in FIG.
この撮像装置においては、図8に示すように、撮像部101は、撮像方向を垂直下方に向けて天井104等に設置される。この撮像部101は、撮像レンズの光軸を中心とする回動操作が可能な架台105によって支持されている。この撮像部101は、モータ等の駆動手段によって、回動操作される。そして、撮像レンズの入射面側、すなわち、撮像部101の下方には、反射ミラー106が設置されている。この反射ミラー106は、撮像部101ととともに撮像レンズの光軸回りに回動操作されるとともに、この光軸に直交する軸を中心として、回動操作が可能に支持されている。   In this imaging apparatus, as shown in FIG. 8, the imaging unit 101 is installed on the ceiling 104 or the like with the imaging direction directed vertically downward. The imaging unit 101 is supported by a gantry 105 that can be rotated around the optical axis of the imaging lens. The imaging unit 101 is rotated by driving means such as a motor. A reflection mirror 106 is provided on the incident surface side of the imaging lens, that is, below the imaging unit 101. The reflection mirror 106 is rotated around the optical axis of the imaging lens together with the imaging unit 101, and is supported so as to be rotatable around an axis orthogonal to the optical axis.
この撮像装置においては、撮像部101は、反射ミラー106を介して、すなわち、反射ミラー106によって反射された光を受光して撮像を行う。そして、この撮像装置においては、撮像部101及び反射ミラー106を撮像レンズの光軸回りに回動操作することにより、撮像方向を水平方向(パン方向)に振ることができ、また、反射ミラー106を撮像レンズの光軸に直交する軸回りに回動操作することにより、撮像方向を垂直方向(チルト方向)に振ることができる。
特開平05−304626号公報 特開平06−326900号公報
In this imaging apparatus, the imaging unit 101 performs imaging by receiving light reflected by the reflecting mirror 106, that is, by the reflecting mirror 106. In this imaging apparatus, the imaging unit 101 and the reflection mirror 106 can be rotated around the optical axis of the imaging lens to swing the imaging direction in the horizontal direction (pan direction). Is rotated about an axis orthogonal to the optical axis of the imaging lens, the imaging direction can be swung in the vertical direction (tilt direction).
Japanese Patent Laid-Open No. 05-304626 Japanese Patent Laid-Open No. 06-326900
ところで、前記特許文献1に記載された撮像装置においては、撮像部101を水平方向(パン方向)及び垂直方向(チルト方向)に回動操作しており、この撮像部101の質量が大きいため、撮像方向を所望の方向とすることが迅速に行えないという問題がある。すなわち、この撮像装置においては、撮像部101の慣性力が大きいため、この撮像部101を停止状態から回動させるには、所定の時間を要し、また、回動操作されている撮像部101を停止させるにも、所定の時間を要する。   By the way, in the imaging device described in Patent Document 1, the imaging unit 101 is rotated in the horizontal direction (pan direction) and the vertical direction (tilt direction), and the mass of the imaging unit 101 is large. There is a problem that the imaging direction cannot be quickly set to a desired direction. That is, in this imaging apparatus, since the inertial force of the imaging unit 101 is large, it takes a predetermined time to rotate the imaging unit 101 from the stop state, and the imaging unit 101 that is being rotated is operated. It takes a predetermined time to stop the operation.
したがって、この撮像装置においては、一の方向を撮像している撮像部101の撮像方向を他の方向に変更するまでの間の時間を短くすることが困難である。   Therefore, in this imaging apparatus, it is difficult to shorten the time until the imaging direction of the imaging unit 101 that is imaging in one direction is changed to another direction.
また、特許文献2に記載された撮像装置においては、垂直方向(チルト方向)については、軽量の反射ミラー106を回動操作するだけであるので、迅速な回動操作及び停止を行うことができる。しかし、水平方向(パン方向)については、反射ミラー106のみならず質量の大きな及び撮像部101を回動操作することが必要であり、迅速な回動操作及び停止を行うことができないという問題がある。   Further, in the imaging device described in Patent Document 2, in the vertical direction (tilt direction), only the lightweight reflection mirror 106 is rotated, so that quick rotation operation and stop can be performed. . However, in the horizontal direction (pan direction), it is necessary to rotate not only the reflection mirror 106 but also the mass and the imaging unit 101, and it is impossible to perform quick rotation operation and stop. is there.
したがって、この撮像装置においても、一の方向を撮像している撮像部101の撮像方向を他の方向に変更するまでの間の時間を短くすることは困難である。   Therefore, also in this imaging device, it is difficult to shorten the time until the imaging direction of the imaging unit 101 that is imaging in one direction is changed to another direction.
また、これら撮像装置においては、撮像部101を360°を超えて連続して同一方向に回転させられることが好ましい。この場合には、この撮像部101と外部機器との間の画像信号や制御信号等の授受は、通常のケーブル等を介して行うことができず、例えば、スリップリングなどを用いることが必要となるため、構造が複雑化してしまう。   In these imaging apparatuses, it is preferable that the imaging unit 101 is continuously rotated in the same direction by exceeding 360 °. In this case, transfer of image signals, control signals, and the like between the imaging unit 101 and the external device cannot be performed via a normal cable or the like. For example, it is necessary to use a slip ring or the like. Therefore, the structure becomes complicated.
なお、これら撮像装置をスリップリングなどを用いることなく構成した場合には、撮像部101を360°を超えて連続して同一方向に回転させることができないので、ある撮像方向から他の撮像方向に変更する場合に、最短の回転方向によって変更することができない場合がある。   Note that when these imaging devices are configured without using a slip ring or the like, the imaging unit 101 cannot be continuously rotated in the same direction beyond 360 °, so that from one imaging direction to another imaging direction. When changing, it may be impossible to change depending on the shortest rotation direction.
そこで、本発明は、前述の実情に鑑みて提案されるものであって、構造を複雑化することなく、垂直方向(チルト方向)及び水平方向(パン方向)のいずれについても、撮像方向が迅速に変更できるようになされ、監視システムにおいて使用する監視カメラとして好適な撮像装置を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention has been proposed in view of the above-described circumstances, and the imaging direction is quick in both the vertical direction (tilt direction) and the horizontal direction (pan direction) without complicating the structure. An object of the present invention is to provide an imaging apparatus suitable for a surveillance camera used in a surveillance system.
前述の課題を解決するため、本発明に係る撮像装置は、撮像レンズ及び撮像手段を具備し固定設置された撮像部と、撮像レンズの入射面側に設置されて撮像レンズの視野外の被写体からの光を撮像レンズに導入する可動ミラー部と、撮像部によって撮像された撮像画像について画像処理を行う画像処理手段とを備えた撮像装置であって、可動ミラー部は、撮像レンズの光軸上の一点で互いに直交する2軸回りにそれぞれ回動操作可能に支持され駆動手段により2軸回りに回動操作され、画像処理手段は、可動ミラー部の撮像レンズの光軸回りの回転角度を検出する角度検出手段によって検出された光軸回りの回転角度に応じて撮像部で撮像された撮像画像を回転させる画像処理を行うように構成したことを特徴とするものである。   In order to solve the above-described problems, an imaging apparatus according to the present invention includes an imaging unit that includes an imaging lens and imaging means and is fixedly installed, and a subject that is installed on the incident surface side of the imaging lens and is outside the field of view of the imaging lens An image pickup apparatus including a movable mirror unit that introduces the light of the image into the imaging lens and an image processing unit that performs image processing on the captured image captured by the imaging unit, wherein the movable mirror unit is on the optical axis of the imaging lens. The image processing means detects the rotation angle around the optical axis of the imaging lens of the movable mirror unit, and is supported by the drive means so as to be rotatable around two axes orthogonal to each other at one point. The image processing unit is configured to perform image processing for rotating the captured image captured by the imaging unit in accordance with the rotation angle around the optical axis detected by the angle detection unit.
この撮像装置においては、垂直方向(チルト方向)及び水平方向(パン方向)のいずれについても、可動ミラー部を回動操作するだけで、撮像方向を変更することができるので、撮像方向の変更を迅速に行うことができる。   In this imaging apparatus, the imaging direction can be changed by simply rotating the movable mirror unit in both the vertical direction (tilt direction) and the horizontal direction (pan direction). Can be done quickly.
本発明に係る撮像装置においては、撮像部の撮像レンズの入射面側に設置され撮像レンズの光軸上の一点で互いに直交する2軸回りに回動操作可能に支持された可動ミラー部は、駆動手段により、2軸回りに回動操作されるので、垂直方向(チルト方向)及び水平方向(パン方向)のいずれについても、可動ミラー部を回動操作するだけで、撮像方向を変更することができ、撮像方向の変更を迅速に行うことができる。   In the imaging apparatus according to the present invention, the movable mirror unit that is installed on the incident surface side of the imaging lens of the imaging unit and is supported so as to be rotatable around two axes orthogonal to each other at one point on the optical axis of the imaging lens, Since the drive means is rotated about two axes, the imaging direction can be changed by only rotating the movable mirror in both the vertical direction (tilt direction) and the horizontal direction (pan direction). The imaging direction can be changed quickly.
そして、この撮像装置においては、撮像部が固定されて設置されるので、この撮像部と外部機器との間の画像信号や制御信号等の授受を、例えば、スリップリングなどを用いることなく、通常のケーブル等を介して行うことができ、構造が複雑化することがない。そして、この撮像装置においては、撮像方向を、水平方向(パン方向)に360°を超えて連続して同一方向に回転させることができるので、ある撮像方向から他の撮像方向に変更する場合に、常に、最短の回転方向によって変更することができる。   In this image pickup apparatus, since the image pickup unit is fixedly installed, the image signal, the control signal, and the like between the image pickup unit and the external device are usually transferred without using a slip ring or the like, for example. This can be done via a cable or the like, and the structure is not complicated. In this imaging apparatus, the imaging direction can be continuously rotated in the same direction by exceeding 360 ° in the horizontal direction (pan direction), so when changing from one imaging direction to another imaging direction. , Can always be changed by the shortest rotation direction.
さらに、この撮像装置においては、撮像部が固定されて設置されていながら、画像処理手段が、可動ミラー部の撮像レンズの光軸回りの角度位置に応じて、撮像部によって撮像された画像を回転させる画像処理を行うので、常に正立した画像を得ることができる。   Further, in this imaging apparatus, the image processing unit rotates the image captured by the imaging unit according to the angular position around the optical axis of the imaging lens of the movable mirror unit while the imaging unit is fixed and installed. Since the image processing is performed, an upright image can always be obtained.
すなわち、本発明は、構造を複雑化することなく、垂直方向(チルト方向)及び水平方向(パン方向)のいずれについても、撮像方向が迅速に変更できるようになされ、監視システムにおいて使用する監視カメラとして好適な撮像装置を提供することができるものである。   That is, according to the present invention, the imaging direction can be quickly changed in both the vertical direction (tilt direction) and the horizontal direction (pan direction) without complicating the structure, and the surveillance camera used in the surveillance system. A suitable imaging device can be provided.
以下、本発明に係る撮像装置の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。   Hereinafter, embodiments of an imaging device according to the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
図1は、本実施形態における撮像装置の要部の構成を示す斜視図である。   FIG. 1 is a perspective view illustrating a configuration of a main part of the imaging apparatus according to the present embodiment.
この撮像装置は、図1に示すように、撮像レンズ1及び撮像手段となる撮像素子2を有し、固定されて設置される撮像部3を備えている。撮像素子2としては、例えば、CCDなどの固体撮像素子を用いることができる。   As shown in FIG. 1, the imaging apparatus includes an imaging lens 1 and an imaging element 2 that serves as imaging means, and includes an imaging unit 3 that is fixedly installed. For example, a solid-state image sensor such as a CCD can be used as the image sensor 2.
この撮像部3は、撮像レンズ1の光軸を鉛直方向とし、撮像方向を鉛直上方として設置される。   The imaging unit 3 is installed with the optical axis of the imaging lens 1 as a vertical direction and the imaging direction as a vertically upward direction.
そして、撮像部3の撮像レンズ1の入射面側、すなわち、上方位置には、可動ミラー部4が設置されている。この可動ミラー部4は、平面反射ミラーである。撮像部3は、この可動ミラー部4を介して、すなわち、この可動ミラー部4により反射された被写体からの光束を撮像レンズ1を通して撮像素子2によって受光することより、撮像を行う。すなわち、この可動ミラー部4は、撮像レンズ1の視野外の被写体からの光を撮像レンズ1に導入するものである。   And the movable mirror part 4 is installed in the entrance plane side of the imaging lens 1 of the imaging part 3, ie, an upper position. This movable mirror part 4 is a plane reflection mirror. The imaging unit 3 captures an image through the movable mirror unit 4, that is, by receiving the light flux from the subject reflected by the movable mirror unit 4 through the imaging lens 1 by the imaging element 2. That is, the movable mirror unit 4 introduces light from a subject outside the field of view of the imaging lens 1 into the imaging lens 1.
この可動ミラー部4は、撮像レンズ1の光軸上の一点で互いに直交する2軸5,6回りに回動操作可能に支持されており、図示しないモータ等の駆動手段により、これら2軸5,6回りに回動操作される。   The movable mirror unit 4 is supported so as to be rotatable around two axes 5 and 6 orthogonal to each other at one point on the optical axis of the imaging lens 1, and these two axes 5 are driven by driving means such as a motor (not shown). , 6 is rotated.
すなわち、可動ミラー部4には、第1の軸5が取付けられている。この第1の軸5は、可動ミラー部4の裏面部に、この可動ミラー部4の反射面に平行となされて取付けられている。この第1の軸5の両端側は、リング状の枠7によって、回転可能に軸支されている。すなわち、可動ミラー部4は、枠7の内側において、この枠7に対して、第1の軸5を中心として回動可能となっている。   That is, the first shaft 5 is attached to the movable mirror portion 4. The first shaft 5 is attached to the back surface of the movable mirror unit 4 so as to be parallel to the reflecting surface of the movable mirror unit 4. Both ends of the first shaft 5 are rotatably supported by a ring-shaped frame 7. That is, the movable mirror portion 4 is rotatable around the first shaft 5 with respect to the frame 7 inside the frame 7.
そして、枠7の外側部には、第2の軸6が取付けられている。この第2の軸6は、枠7の外側の両側部より外方側に向けて突設された一対の軸棒6a,6bからなる。これら一対の軸棒6a,6bは、同軸上に配置されている。この第2の軸6は、枠7の内部においては、一対の軸棒6a,6bの延長線上における仮想的な軸となっている。そして、この第2の軸6は、枠7の中心部において、第1の軸5に直交している。   A second shaft 6 is attached to the outer side of the frame 7. The second shaft 6 includes a pair of shaft rods 6 a and 6 b that project outward from both side portions on the outer side of the frame 7. The pair of shaft rods 6a and 6b are arranged coaxially. The second shaft 6 is a virtual shaft on the extension line of the pair of shaft rods 6a and 6b inside the frame 7. The second shaft 6 is orthogonal to the first shaft 5 at the center of the frame 7.
第2の軸6は、両端側の各軸棒6a,6bにおいて、軸受け部8によって、回転可能に軸支されている。この軸受け部8は、一対の軸受け部材8a,8bから構成されており、一方の軸受け部材8aにおいて一方の軸棒6aを支持し、他方の軸受け部材8bにおいて他方の軸棒6bを支持している。   The second shaft 6 is rotatably supported by the bearing portions 8 on the shaft rods 6a and 6b on both ends. The bearing portion 8 includes a pair of bearing members 8a and 8b. One bearing member 8a supports one shaft rod 6a, and the other bearing member 8b supports the other shaft rod 6b. .
そして、可動ミラー部4には、第1のリンク取付け部9aにおいて、この可動ミラー部4を第1の軸5を中心として回動させるための第1のリンク9の先端側が接続されている。第1のリンク取付け部9aは、この第1のリンク取付け部9aと可動ミラー部4の中心とを結ぶ直線が第1の軸5に直交する位置となされている。   The movable mirror portion 4 is connected to the distal end side of the first link 9 for rotating the movable mirror portion 4 about the first shaft 5 in the first link mounting portion 9a. The first link attachment portion 9 a is positioned so that a straight line connecting the first link attachment portion 9 a and the center of the movable mirror portion 4 is orthogonal to the first axis 5.
また、可動ミラー部4には、第2のリンク取付け部10aにおいて、この可動ミラー部4を第2の軸6を中心として回動させるための第2のリンク10の先端側が接続されている。第2のリンク取付け部10aは、この第2のリンク取付け部10aと可動ミラー部4の中心とを結ぶ直線が第2の軸6に直交する位置となされている。   In addition, the movable mirror portion 4 is connected to the distal end side of the second link 10 for rotating the movable mirror portion 4 around the second shaft 6 in the second link mounting portion 10a. In the second link attachment portion 10 a, a straight line connecting the second link attachment portion 10 a and the center of the movable mirror portion 4 is a position orthogonal to the second axis 6.
第1のリンク9は、例えば、ラックギヤ及びピニオンギヤなどからなる駆動力伝達機構を介して、駆動手段により、図1中矢印A及び矢印Bで示すように、可動ミラー部4に対して進退操作される。また、第2のリンク10は、第1のリンク9と同様に、駆動手段により、駆動力伝達機構を介して、図1中矢印C及び矢印Dで示すように、可動ミラー部4に対して進退操作される。   The first link 9 is operated to advance and retreat with respect to the movable mirror unit 4 as shown by arrows A and B in FIG. 1 by a driving means via a driving force transmission mechanism including, for example, a rack gear and a pinion gear. The Similarly to the first link 9, the second link 10 is driven by the driving means via the driving force transmission mechanism with respect to the movable mirror portion 4 as indicated by arrows C and D in FIG. Advancing / retreating is performed.
第1のリンク9が、図1中矢印Aで示す上方側に移動操作されると、可動ミラー部4は、第1の軸5を中心として、第1のリンク取付け部9aが上方側に移動する方向に回動操作される。すると、撮像部3は、図1中Eで示すように、被写体から入射し可動ミラー部4によって反射された光束を受光して撮像を行う。   When the first link 9 is moved upward as indicated by the arrow A in FIG. 1, the movable mirror unit 4 moves the first link mounting portion 9a upward with the first shaft 5 as the center. It is turned in the direction to do. Then, as shown by E in FIG. 1, the imaging unit 3 captures an image by receiving a light beam incident from a subject and reflected by the movable mirror unit 4.
また、第1のリンク9が、図1中矢印Bで示す下方側に移動操作されると、可動ミラー部4は、第1の軸5を中心として、第1のリンク取付け部9aが下方側に移動する方向に回動操作される。   When the first link 9 is operated to move downward as indicated by arrow B in FIG. 1, the movable mirror portion 4 has the first link attachment portion 9a on the lower side with the first shaft 5 as the center. Is rotated in the direction of movement.
そして、第2のリンク10が、図1中矢印Cで示す上方側に移動操作されると、可動ミラー部4は、枠7とともに、第2の軸6を中心として、第2のリンク取付け部10aが上方側に移動する方向に回動操作される。また、第2のリンク10が、図1中矢印Dで示す下方側に移動操作されると、可動ミラー部4は、枠7とともに、第2の軸6を中心として、第2のリンク取付け部10aが下方側に移動する方向に回動操作される。   When the second link 10 is operated to move upward as indicated by the arrow C in FIG. 1, the movable mirror portion 4 is moved together with the frame 7 with the second shaft 6 as the center, the second link attachment portion. The rotating operation is performed in the direction in which 10a moves upward. When the second link 10 is operated to move downward as indicated by the arrow D in FIG. 1, the movable mirror portion 4 is moved together with the frame 7 with the second shaft 6 as the second link attachment portion. The rotating operation is performed in the direction in which 10a moves downward.
このようにして、可動ミラー部4は、第1及び第2の軸5,6を中心として、あらゆる方向に回動操作されることができる。この可動ミラー部4の傾きの方向及び角度は、第1のリンク9及び第2のリンク10の移動操作の方向、移動量及び各リンク9,10の移動量の割合によって定まる。   In this way, the movable mirror unit 4 can be rotated in any direction around the first and second shafts 5 and 6. The direction and angle of inclination of the movable mirror unit 4 are determined by the direction and amount of movement of the first link 9 and the second link 10 and the ratio of the amount of movement of the links 9 and 10.
すなわち、この撮像装置においては、軽量の可動ミラー部4を回動操作するだけで、撮像部3の撮像方向を、垂直方向(チルト方向)及び水平方向(パン方向)のいずれについても変更することができるので、撮像方向の変更を迅速に行うことができる。   That is, in this imaging apparatus, the imaging direction of the imaging unit 3 can be changed in both the vertical direction (tilt direction) and the horizontal direction (pan direction) only by rotating the lightweight movable mirror unit 4. Therefore, it is possible to quickly change the imaging direction.
そして、この撮像装置は、可動ミラー部4の撮像レンズ1に対する角度を検出する角度検出手段を備えている。この角度検出手段は、可動ミラー部4の角度をセンサなどを用いて直接検出するものであってもよいし、各リンク9,10の移動操作量に基づいて可動ミラー部4の角度を算出するものであってもよい。また、各リンク9,10の移動操作量の検出は、各リンク9,10の位置をセンサなどを用いて検出することとしてもよいし、駆動手段としてステッピングモータを用いた場合において、このステッピングモータに供給されるパルス数に基づいて検出するようにしてもよい。   The imaging apparatus includes an angle detection unit that detects an angle of the movable mirror unit 4 with respect to the imaging lens 1. This angle detection means may directly detect the angle of the movable mirror unit 4 using a sensor or the like, or calculates the angle of the movable mirror unit 4 based on the moving operation amount of each link 9, 10. It may be a thing. The movement operation amount of each link 9, 10 may be detected by detecting the position of each link 9, 10 using a sensor or the like. When a stepping motor is used as a driving means, this stepping motor is used. Detection may be performed based on the number of pulses supplied to.
なお、この実施形態においては、第2の軸6が、常に、撮像レンズ1の光軸に直交することとなるように構成されている。しかし、この画像表示装置は、第1及び第2の軸5,6の一方が、常に、撮像レンズ1の光軸方向となるように構成してもよい。いずれにしても、撮像レンズ1の光軸上の一点で互いに直交する2軸回りの回動操作が可能であれば、可動ミラー部4は、あらゆる方向に回動操作されることができる。   In this embodiment, the second axis 6 is always configured to be orthogonal to the optical axis of the imaging lens 1. However, this image display apparatus may be configured such that one of the first and second axes 5 and 6 is always in the optical axis direction of the imaging lens 1. In any case, the movable mirror unit 4 can be rotated in any direction as long as it can be rotated around two axes orthogonal to each other at one point on the optical axis of the imaging lens 1.
そして、撮像部3からは、撮像によって生成された画像信号が出力される。この画像信号は、画像処理手段となる画像処理部11に送られる。この画像処理部11は、角度検出手段から供給される可動ミラー部4の角度に関する情報に基づいて、撮像部3によって撮像された画像を回転させる画像処理を行う。画像を回転させる画像処理とは、撮像された画像を、この画像の中心回りに、この画像面内において回転させる処理である。   The imaging unit 3 outputs an image signal generated by imaging. This image signal is sent to an image processing unit 11 serving as an image processing means. The image processing unit 11 performs image processing for rotating the image picked up by the image pickup unit 3 based on the information regarding the angle of the movable mirror unit 4 supplied from the angle detection means. Image processing for rotating an image is processing for rotating a captured image around the center of the image in the image plane.
そして、画像処理部11において画像処理された画像信号は、画像出力端子12より出力される。   Then, the image signal processed by the image processing unit 11 is output from the image output terminal 12.
画像処理部11において行われる画像処理の内容について、以下、さらに詳細に説明する。   The details of the image processing performed in the image processing unit 11 will be described in more detail below.
図2は、前記撮像装置における座標軸を示す平面図である。   FIG. 2 is a plan view showing coordinate axes in the imaging apparatus.
ここで、図2に示すように、可動ミラー部4の中心を原点として、第1のリンク9が接続される第1のリンク取付け部9aの方向をY軸に、第2のリンク10が接続される第2のリンク取付け部10aの方向をX軸になるように直交座標軸を定める。撮像レンズ1の光軸方向がZ軸である。初期状態において、可動ミラー部4の反射面は、撮像レンズ1の光軸に垂直となっている。   Here, as shown in FIG. 2, the second link 10 is connected with the center of the movable mirror portion 4 as the origin and the direction of the first link mounting portion 9a to which the first link 9 is connected as the Y axis. An orthogonal coordinate axis is determined so that the direction of the second link mounting portion 10a to be set is the X axis. The optical axis direction of the imaging lens 1 is the Z axis. In the initial state, the reflecting surface of the movable mirror unit 4 is perpendicular to the optical axis of the imaging lens 1.
そして、第1のリンク9の移動量を△mとし、第2のリンク10の移動量を△nとし、可動ミラー部4の中心から各リンク取付け部9a,10aまでの距離をLとする。   The movement amount of the first link 9 is Δm, the movement amount of the second link 10 is Δn, and the distance from the center of the movable mirror portion 4 to each link mounting portion 9a, 10a is L.
図3は、前記撮像装置の可動ミラー部4の傾き方向を示す斜視図である。   FIG. 3 is a perspective view showing the tilt direction of the movable mirror portion 4 of the imaging apparatus.
図3に示すように、X軸回りの第1のリンク取付け部9aの移動量が△m、Y軸回りの第2のリンク取付け部10aの移動量が△nであるから、可動ミラー部4の反射面の法線VをXY平面に投影したとき、この投影像のX軸に対する角度をα°とすると、以下の関係が成立する。   As shown in FIG. 3, since the movement amount of the first link attachment portion 9a around the X axis is Δm and the movement amount of the second link attachment portion 10a around the Y axis is Δn, the movable mirror portion 4 When the normal V of the reflecting surface is projected onto the XY plane, the following relationship is established, assuming that the angle of the projected image with respect to the X axis is α °.
Δn>0のとき、
α=tan−1(Δm/Δn)
Δn<0のとき、
α=180°−tan−1(Δm/|Δn|)
また、可動ミラー部4の反射面の法線Vと、XY平面とがなす角度β°については、以下の関係が成立する。
When Δn> 0,
α = tan −1 (Δm / Δn)
When Δn <0,
α = 180 ° −tan −1 (Δm / | Δn |)
Further, the following relationship is established with respect to the angle β ° formed by the normal line V of the reflecting surface of the movable mirror unit 4 and the XY plane.
β=tan−1〔{√(Δm+Δn)}/L〕
図4は、前記撮像装置の可動ミラー部における光線の反射を示す側面図である。
β = tan −1 [{√ (Δm 2 + Δn 2 )} / L]
FIG. 4 is a side view showing the reflection of light rays at the movable mirror portion of the imaging apparatus.
撮像部3が可動ミラー部4を介して撮像する撮像方向の水平方向(パン方向)の角度は、X軸に対して、α°の方向となる。   The angle in the horizontal direction (pan direction) of the imaging direction in which the imaging unit 3 captures images via the movable mirror unit 4 is a direction of α ° with respect to the X axis.
また、図4に示すように、撮像部3による撮像方向の垂直方向(チルト方向)のXY平面に対する角度γ°は、以下のように定まる。   Further, as shown in FIG. 4, the angle γ ° with respect to the XY plane in the vertical direction (tilt direction) of the imaging direction by the imaging unit 3 is determined as follows.
γ=90°−2β=90°−2tan−1〔{√(Δm+Δn)}/L〕
図5は、前記撮像装置による撮像方向と撮像される画像の傾きとの関係を示す平面図である。
γ = 90 ° -2β = 90 ° -2tan −1 [{√ (Δm 2 + Δn 2 )} / L]
FIG. 5 is a plan view showing the relationship between the imaging direction of the imaging apparatus and the inclination of the image to be captured.
そして、この撮像装置においては、撮像部3が固定して設置されるため、この撮像部3が撮像する画像は、図5に示すように、撮像方向の水平方向(パン方向)の角度αに比例して、画像面内で回転することとなる。   In this imaging apparatus, since the imaging unit 3 is fixedly installed, the image captured by the imaging unit 3 is at an angle α in the horizontal direction (pan direction) of the imaging direction as shown in FIG. In proportion to the rotation in the image plane.
すなわち、図5中の(a)に示すように、X軸方向にある第1の被写体13aを撮像した画像が、図5中の(b)に示すように、正立した画像14aとなるように撮像部3が構成されているとする。この状態において、可動ミラー部4を移動操作して、X軸に対してα1の角度をなす方向にある第2の被写体13bを撮像すると、図5中の(c)に示すように、撮像された画像14bは、α1だけ傾いたものとなる。また、さらに可動ミラー部4を移動操作して、X軸に対してα2(90°)の角度をなす方向にある第3の被写体13cを撮像すると、図5中の(d)に示すように、撮像された画像14bは、α2(90°)だけ傾いたものとなる。   That is, as shown in (a) of FIG. 5, an image obtained by imaging the first subject 13a in the X-axis direction becomes an upright image 14a as shown in (b) of FIG. Assume that the imaging unit 3 is configured. In this state, when the movable mirror unit 4 is moved to take an image of the second subject 13b in a direction that forms an angle α1 with respect to the X axis, the image is taken as shown in FIG. The image 14b is inclined by α1. Further, when the movable mirror unit 4 is further moved to take an image of the third subject 13c in the direction of α2 (90 °) with respect to the X axis, as shown in FIG. 5 (d). The captured image 14b is inclined by α2 (90 °).
ここで、撮像方向の水平方向(パン方向)の角度αと撮像される画像の回転角度θとの間には、以下の関係がある。   Here, there is the following relationship between the angle α in the horizontal direction (pan direction) of the imaging direction and the rotation angle θ of the captured image.
θ=−α
すなわち、以下の式が成立する。
θ = −α
That is, the following expression is established.
Δn>0のとき、
θ=−tan−1(Δm/Δn)
Δn<0のとき、
θ=−180°+tan−1(Δm/|Δn|)
この画像表示装置においては、画像処理部11が、角度検出手段から供給される可動ミラー部4の角度に関する情報に基づいて、このような画像の回転を補償する(打ち消す)画像処理を行って、出力する。すなわち、画像処理部11は、撮像された画像を、−θ°、すなわち、α°だけ回転させる画像処理を行ってから、画像信号を出力する。
When Δn> 0,
θ = −tan −1 (Δm / Δn)
When Δn <0,
θ = −180 ° + tan −1 (Δm / | Δn |)
In this image display device, the image processing unit 11 performs image processing that compensates (cancels) such image rotation based on information about the angle of the movable mirror unit 4 supplied from the angle detection unit, Output. That is, the image processing unit 11 performs image processing for rotating the captured image by −θ °, that is, α °, and then outputs an image signal.
したがって、この撮像装置においては、可動ミラー部4を移動操作して撮像方向を変更しても、画像出力端子12からは、常に、正立した画像に対応した画像信号が出力される。   Therefore, in this imaging apparatus, even when the movable mirror unit 4 is moved to change the imaging direction, an image signal corresponding to an upright image is always output from the image output terminal 12.
なお、この撮像装置においては、画像処理部11が画像を回転させる画像処理を行うため、撮像素子としては、正方形や円形など、方向による画素数の偏りが少ない形状のものを用いたほうが、撮像素子における画素を有効に利用することができる。   In this imaging apparatus, since the image processing unit 11 performs image processing for rotating the image, it is preferable to use an imaging element having a shape with a small number of pixels depending on the direction, such as a square or a circle. The pixels in the element can be used effectively.
前述のように、この撮像装置においては、可動ミラー部4を移動操作することのみにより、360°(全周)のパン動作(撮像方向を水平方向に振ること)及びチルト動作(撮像方向を垂直方向に振ること)が可能である。この撮像装置においては、移動操作する可動ミラー部4の質量が小さいので、迅速な起動及び停止、高速の移動が可能であり、撮像方向の変更を迅速に行うことができる。   As described above, in this imaging apparatus, only by moving the movable mirror unit 4, a pan operation (shaking the imaging direction in the horizontal direction) of 360 ° (entire circumference) and a tilting operation (vertical imaging direction is vertical). Shake in the direction). In this imaging apparatus, since the mass of the movable mirror unit 4 to be moved is small, it can be quickly started and stopped, and can be moved at high speed, and the imaging direction can be quickly changed.
なお、この撮像装置において、撮像部3による撮像方向の垂直方向(チルト方向)のXY平面に対する角度γを0°乃至70°とする場合には、可動ミラー部4は、この可動ミラー部4の反射面の法線が撮像レンズ1の光軸に対してなす角度が45°乃至10°の35°の範囲となるように移動操作すればよい。   In this imaging apparatus, when the angle γ with respect to the XY plane in the vertical direction (tilt direction) of the imaging direction by the imaging unit 3 is set to 0 ° to 70 °, the movable mirror unit 4 The moving operation may be performed so that the angle formed by the normal line of the reflecting surface with respect to the optical axis of the imaging lens 1 is in the range of 35 ° to 45 ° to 10 °.
また、この撮像装置においては、撮像方向を水平方向(パン方向)について180°を隔てた方向に変更する場合には、撮像方向を水平方向(パン方向)に振るのではなく、第1及び第2のリンク9,10の移動量のそれぞれを正負逆の移動量とすればよく、極めて迅速な変更が行える。   In this imaging apparatus, when the imaging direction is changed to a direction that is 180 ° apart from the horizontal direction (pan direction), the imaging direction is not changed in the horizontal direction (pan direction), but the first and first Each of the movement amounts of the two links 9 and 10 may be a positive and negative movement amount, and can be changed very quickly.
そして、この撮像装置は、大型のモータや強度の高い支持部材を用いることなく構成することができるので、装置構成を小型化することが可能であり、また、消費電力を小さくすることができる。   Since this imaging apparatus can be configured without using a large motor or a high-strength support member, the apparatus configuration can be reduced in size and power consumption can be reduced.
さらに、この撮像装置においては、撮像部3が固定して設置されるので、この撮像部3と外部機器との間の画像信号や制御信号等の授受は、例えば、スリップリングなどを用いることなく、通常のケーブル等を介して行うことができ、構造が複雑化することがない。また、この撮像装置においては、撮像方向を、水平方向(パン方向)に360°を超えて連続して同一方向に回転させることができるので、ある撮像方向から他の撮像方向に変更する場合に、常に、最短の回転方向によって変更することができる。   Furthermore, in this imaging apparatus, since the imaging unit 3 is fixedly installed, image signals, control signals, and the like are exchanged between the imaging unit 3 and external devices without using, for example, a slip ring. It can be performed via a normal cable or the like, and the structure is not complicated. Further, in this imaging apparatus, the imaging direction can be continuously rotated in the same direction by exceeding 360 ° in the horizontal direction (pan direction). Therefore, when changing from one imaging direction to another imaging direction. , Can always be changed by the shortest rotation direction.
図6は、本発明に係る撮像装置の他の実施形態における要部の構成を示す斜視図である。   FIG. 6 is a perspective view showing a configuration of a main part in another embodiment of the imaging apparatus according to the present invention.
本発明に係る撮像装置は、図6に示すように、前述の実施形態における撮像装置と同様の構成を有しつつ、軸受け部8をなす一対の軸受け部材8a,8bや、第1及び第2のリンク9,10を、可動ミラー部4に対して、撮像部3に対して逆の側、すなわち、上方側となるように設けて構成してもよい。   As shown in FIG. 6, the imaging apparatus according to the present invention has the same configuration as that of the imaging apparatus in the above-described embodiment, and a pair of bearing members 8 a and 8 b forming the bearing portion 8, and the first and second components. The links 9 and 10 may be provided so as to be on the opposite side of the imaging unit 3 with respect to the movable mirror unit 4, that is, on the upper side.
このように、軸受け部材8a,8bや各リンク9,10を撮像部3の逆となる側に設けることにより、これら軸受け部材8a,8bや各リンク9,10が撮像範囲に入って死角を生じさせることを防止することができる。   Thus, by providing the bearing members 8a and 8b and the links 9 and 10 on the opposite side of the imaging unit 3, the bearing members 8a and 8b and the links 9 and 10 enter the imaging range and cause blind spots. Can be prevented.
さらに、この撮像装置においては、撮像レンズ1の光軸上の一点で互いに直交する第1及び第2の軸5,6が、可動ミラー部4から、撮像部3に対して逆の側、すなわち、上方側に離間した位置に形成されていることとしてもよい。この場合には、軸受け部材8a,8bや各リンク9,10を可動ミラー部4から上方側に離間した位置に設置することができ、これら軸受け部材8a,8bや各リンク9,10が撮像範囲に入って死角を生じさせることをより確実に防止することができる。   Furthermore, in this imaging apparatus, the first and second axes 5 and 6 that are orthogonal to each other at one point on the optical axis of the imaging lens 1 are opposite to the imaging unit 3 from the movable mirror unit 4, that is, on the opposite side. It is good also as forming in the position spaced apart to the upper side. In this case, the bearing members 8a and 8b and the links 9 and 10 can be installed at positions spaced upward from the movable mirror portion 4, and the bearing members 8a and 8b and the links 9 and 10 are within the imaging range. It can prevent more reliably that it enters and produces a blind spot.
なお、この撮像装置においては、撮像部3は、撮像レンズ1の光軸を鉛直方向として撮像方向を鉛直上方として設置されるので、例えば、電柱などの支柱の上端部に設置可能である。この場合において、この撮像部3は、撮像レンズを下方に向けて設置される従来の撮像装置の撮像部と異なり、特殊な取付け部材(例えば、上方側から吊り下げるようにして支持する部材)を用いることなく、支柱の上端部に載置する状態で、容易に設置することができる。   In this imaging apparatus, the imaging unit 3 is installed with the optical axis of the imaging lens 1 as the vertical direction and the imaging direction as the vertically upward direction, and can be installed at the upper end of a support pole such as a utility pole, for example. In this case, the image pickup unit 3 is different from the image pickup unit of the conventional image pickup apparatus in which the image pickup lens is installed facing downward, and a special mounting member (for example, a member that is supported by being suspended from the upper side). Without being used, it can be easily installed in a state of being placed on the upper end of the column.
また、この撮像装置において、撮像部3を支柱の上端部に設置した場合には、撮像レンズを下方に向けて設置される従来の撮像装置の撮像部と異なり、この支柱が撮像範囲内に入ることがなく、すなわち、この支柱によって撮像範囲に死角が生ずることがない。   In addition, in this imaging apparatus, when the imaging unit 3 is installed at the upper end portion of the support column, unlike the imaging unit of the conventional imaging device that is installed with the imaging lens facing downward, the support column falls within the imaging range. In other words, there is no blind spot in the imaging range due to this support.
すなわち、この撮像装置は、屋内において天井等に設置して監視システムを構成する監視カメラ等として用いる場合にも好適であるし、また、屋外において、支柱上に設置して監視カメラ等として用いる場合にも極めて好適である。   That is, this imaging device is suitable for use as a surveillance camera or the like that is installed indoors on a ceiling or the like and constitutes a surveillance system. Also, when it is installed outdoors on a support column and used as a surveillance camera or the like. Is also very suitable.
本発明に係る撮像装置の実施形態における要部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the principal part in embodiment of the imaging device which concerns on this invention. 前記撮像装置における座標軸を示す平面図である。It is a top view which shows the coordinate axis in the said imaging device. 前記撮像装置の可動ミラー部の傾き方向を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the inclination direction of the movable mirror part of the said imaging device. 前記撮像装置の可動ミラー部における光線の反射を示す側面図である。It is a side view which shows reflection of the light ray in the movable mirror part of the said imaging device. 前記撮像装置による撮像方向と撮像される画像の傾きとの関係を示す平面図である。It is a top view which shows the relationship between the imaging direction by the said imaging device, and the inclination of the image imaged. 本発明に係る撮像装置の他の実施形態における要部の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the principal part in other embodiment of the imaging device which concerns on this invention. 従来の撮像装置の構成を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the structure of the conventional imaging device. 従来の撮像装置の構成の他の例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows the other example of a structure of the conventional imaging device.
符号の説明Explanation of symbols
1 撮像レンズ
2 撮像素子
3 撮像部
4 可動ミラー部
5 第1の軸
6 第2の軸
11 画像処理部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Imaging lens 2 Imaging element 3 Imaging part 4 Movable mirror part 5 1st axis | shaft 6 2nd axis | shaft 11 Image processing part

Claims (1)

  1. 撮像レンズ及び撮像手段を具備し固定設置された撮像部と、前記撮像レンズの入射面側に設置されて前記撮像レンズの視野外の被写体からの光を前記撮像レンズに導入する可動ミラー部と、前記撮像部によって撮像された撮像画像について画像処理を行う画像処理手段とを備えた撮像装置であって、
    前記可動ミラー部は、前記撮像レンズの光軸上の一点で互いに直交する2軸回りにそれぞれ回動操作可能に支持され、駆動手段により、前記2軸回りに回動操作され、
    前記画像処理手段は、前記可動ミラー部の前記撮像レンズの光軸回りの回転角度を検出する角度検出手段によって検出された前記光軸回りの回転角度に応じて、前記撮像部で撮像された前記撮像画像を回転させる画像処理を行う
    ように構成した撮像装置。
    An imaging unit that includes an imaging lens and imaging means and is fixedly installed; a movable mirror unit that is installed on the incident surface side of the imaging lens and introduces light from a subject outside the field of view of the imaging lens to the imaging lens; An image pickup apparatus comprising image processing means for performing image processing on a picked-up image picked up by the image pickup unit,
    The movable mirror unit is supported so as to be rotatable around two axes orthogonal to each other at one point on the optical axis of the imaging lens, and is rotated around the two axes by a driving unit.
    The image processing means is imaged by the imaging unit according to a rotation angle around the optical axis detected by an angle detection means that detects a rotation angle around the optical axis of the imaging lens of the movable mirror part. An imaging apparatus configured to perform image processing for rotating a captured image.
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